DE102015008127A1 - Apparatus for laser eye surgery and method for performing a transepithelial photorefractive keratectomy - Google Patents
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Abstract
Eine Vorrichtung für die Augenlaserchirurgie umfasst eine Laserbaugruppe (12), welche dazu eingerichtet ist, gepulste fokussierte Laserstrahlung veränderbarer Pulsrepetitionsrate zu emittieren, und eine prozessorbasierte Steuereinheit (18), welche dazu eingerichtet ist, über eine Benutzerschnittstelle mindestens eine Benutzereingabe betreffend eine Auswahl einer von mehreren vorgegebenen Pulsrepetitionsraten zu empfangen und die Laserbaugruppe nach Maßgabe der mindestens einen ausgewählten Pulswiederholrate zu steuern. Bei bestimmten Ausführungsformen ermöglicht die Benutzerschnittstelle eine Eingabe von zwei Benutzereingaben, die jeweils eine Auswahl einer von mehreren vorgegebenen Pulsrepetitionsraten betreffen. Die Steuereinheit steuert die Laserbaugruppe für eine erste Phase einer Laserbehandlung nach Maßgabe einer der beiden Benutzereingaben und für eine zweite Phase der Laserbehandlung nach Maßgabe der anderen der beiden Benutzereingaben. Derartige Ausführungsformen ermöglichen beispielsweise im Rahmen einer transepithelialen Keratektomie eines humanen Auges, dass ein epithelialer Gewebeabtrag mit einer anderen Pulswiederholrate durchgeführt wird als ein stromaler Gewebeabtrag.An apparatus for ophthalmic laser surgery comprises a laser assembly (12) adapted to emit pulsed focused variable repetition rate laser radiation and a processor-based control unit (18) adapted to provide, via a user interface, at least one user input relating to a selection of one of a plurality to receive predetermined pulse repetition rates and to control the laser assembly in accordance with the at least one selected pulse repetition rate. In certain embodiments, the user interface allows input of two user inputs, each of which relates to a selection of one of a plurality of predetermined pulse repetition rates. The control unit controls the laser assembly for a first phase of a laser treatment in accordance with one of the two user inputs and for a second phase of the laser treatment in accordance with the other of the two user inputs. Such embodiments make it possible, for example in the context of a transepithelial keratectomy of a human eye, to carry out an epithelial tissue ablation with a different pulse repetition rate than a stromal tissue ablation.
Description
FACHGEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION
Die vorliegende Offenbarung befasst sich allgemein mit einer Vorrichtung und einem Verfahren, um Augengewebe mittels gepulster Laserstrahlung zu bearbeiten. Insbesondere befasst sich die vorliegende Offenbarung mit der Entfernung von Augengewebe mittels gepulster Laserstrahlung.The present disclosure is generally concerned with an apparatus and method for processing ocular tissue using pulsed laser radiation. In particular, the present disclosure addresses the removal of ocular tissue using pulsed laser radiation.
HINTERGRUNDBACKGROUND
Die refraktive Augenchirurgie kennt verschiedene Operationsmethoden, bei denen gepulste Laserstrahlung eingesetzt wird, um korneales Augengewebe abzutragen, d. h. zu entfernen. In der Fachwelt wird für diesen Gewebeabtrag häufig der Begriff Ablation verwendet. Bei diesen Operationsmethoden wird individuell für den jeweiligen Patienten ein Abtragsprofil ermittelt, das angibt, an welcher Stelle des Auges wieviel korneales Gewebe zu entfernen ist. Das Abtragsprofil ist so gewählt, dass sich nach der Operation eine Form der anterioren Augenoberfläche ergibt, durch die eine zuvor bestehende Fehlsichtigkeit des Auges (z. B. Myopie, Hyperopie, Astigmatismus) beseitigt oder zumindest weitestgehend gemindert ist.Refractive ophthalmic surgery is familiar with various surgical techniques that use pulsed laser radiation to ablate corneal ocular tissue. H. to remove. In the art, the term ablation is often used for this tissue removal. In these surgical methods, a removal profile is determined individually for the respective patient, which indicates at which point of the eye how much corneal tissue is to be removed. The ablation profile is chosen such that after the operation, a shape of the anterior ocular surface results, by means of which a previously existing ametropia of the eye (for example myopia, hyperopia, astigmatism) is eliminated or at least minimized.
Herkömmliche Operationsmethoden, bei denen mittels gepulster Laserstrahlung eine Ablation kornealen Augengewebes vorgenommen wird, umfassen beispielsweise die LASIK (Laser in-situ Keratomileusis) und die transepitheliale PRK (photorefraktive Keratektomie). Bei der LASIK wird zunächst im Bereich der anterioren Korneaoberfläche ein Deckelscheibchen herausgeschnitten, das in einem Scharnierbereich noch mit umliegendem Korneagewebe zusammenhängt. Dieses Deckelscheibchen (in der Fachwelt üblicherweise als Flap bezeichnet) wird zur Seite geklappt. An dem so freigelegten stromalen Gewebe der Kornea wird sodann nach Maßgabe eines patientenspezifisch ermittelten Abtragsprofils eine Laserablation durchgeführt. Nach Abschluss der Ablation wird das Deckelscheibchen zurückgeklappt und so die Operationswunde verschlossen. Bei der transepithelialen PRK erfolgt dagegen ein Materialabtrag durch das Epithel der Kornea hindurch. Innerhalb des Ablationsgebiets wird dabei das Epithel vollständig entfernt. Weil das Epithel sich regenerieren kann, bleibt auch bei der transepithelialen PRK keine dauerhaft offene Wunde zurück.Conventional surgical methods using ablation of corneal ocular tissue using pulsed laser radiation include, for example, laser in situ keratomileusis (LASIK) and transepithelial PRK (photorefractive keratectomy). In LASIK, a cover disc is first cut out in the area of the anterior corneal surface, which in a hinge area is still connected with surrounding corneal tissue. This cover disc (commonly referred to in the art as a flap) is folded to the side. Laser ablation is then carried out on the thus exposed stromal tissue of the cornea in accordance with a patient-specific removal profile. After completion of the ablation, the cover disc is folded back, thus closing the surgical wound. In transepithelial PRK, on the other hand, material is removed through the epithelium of the cornea. Within the ablation area, the epithelium is completely removed. Because the epithelium can regenerate, there is no permanently open wound in transepithelial PRK.
KURZER ABRISSSHORT QUALITY
Herkömmliche Lasersysteme, die sich für eine Gewebeablation im Rahmen einer Behandlung eines humanen Auges eignen, haben eine vorgegebene Pulswiederholrate (d. h. Frequenz der von dem Lasersystem abgegebenen Laserstrahlungspulse), die von dem Behandlungspersonal (Arzt, Assistent) nicht beeinflusst werden kann. Ein Arzt, der mit einem derartigen Lasersystem arbeitet, hat daher keinen Spielraum, um abhängig vom Patienten oder abhängig von der Art der Behandlung eine unterschiedliche Pulswiederholrate zu nutzen. Er muss jeden Patienten mit der gleichen Pulswiederholrate behandeln. Eine feste Pulswiederholrate des Lasersystems kann vor allem dann bei dem Arzt oder dem Patienten auf Bedenken stoßen, wenn die Pulswiederholrate vergleichsweise hoch ist, z. B. über 1000 Hz. Aufgrund der schnelleren Aufeinanderfolge der Strahlungspulse können im Auge stärkere lokale Erwärmungen entstehen als bei einer niedrigeren Pulswiederholrate. Befürchtungen im Zusammenhang mit derartigen lokalen Gewebeerwärmungen können dazu führen, dass Betreiber von Augenkliniken oder Arztpraxen, an denen lasergestützte Augenoperationen angeboten werden, sich gegen ein moderneres Lasersystem entscheiden, das mit einer höheren Pulswiederholrate arbeitet, und stattdessen zu einem älteren Lasersystem greifen, das mit einer niedrigeren Pulswiederholrate arbeitet.Conventional laser systems that are suitable for tissue ablation in the context of treatment of a human eye have a predetermined pulse repetition rate (i.e., the frequency of the laser radiation pulses emitted by the laser system), which can not be influenced by the treatment staff (physician, assistant). A physician working with such a laser system therefore has no latitude to use a different pulse repetition rate depending on the patient or the type of treatment. He has to treat each patient with the same pulse repetition rate. A fixed pulse repetition rate of the laser system can be particularly difficult for the doctor or the patient, when the pulse repetition rate is comparatively high, z. B. over 1000 Hz. Due to the faster succession of radiation pulses stronger local heating can occur in the eye than at a lower pulse repetition rate. Fears associated with such local tissue warming may result in operators of ophthalmic clinics or medical practices offering laser-assisted ophthalmic surgery opting for a more advanced laser system that operates at a higher pulse repetition rate, instead resorting to an older laser system incorporating a laser system lower pulse repetition rate works.
Eine Aufgabe von Ausführungsformen der Erfindung ist es, eine variabel einsetzbare Vorrichtung für die ablatierende Laserbehandlung eines Auges bereitzustellen.An object of embodiments of the invention is to provide a variable-use device for the ablatierende laser treatment of an eye.
Gemäß Ausführungsformen der Erfindung ist eine Vorrichtung für die Augenlaserchirurgie vorgesehen, umfassend eine Laserbaugruppe, welche dazu eingerichtet ist, gepulste fokussierte Laserstrahlung veränderbarer Pulsrepetitionsrate zu emittieren; und eine prozessorbasierte Steuereinheit, welche dazu eingerichtet ist, über eine Benutzerschnittstelle mindestens eine Benutzereingabe betreffend eine Auswahl einer von mehreren vorgegebenen Pulsrepetitionsraten zu empfangen und die Laserbaugruppe nach Maßgabe der mindestens einen ausgewählten Pulswiederholrate zu steuern. Eine derartige Vorrichtung erlaubt es dem Arzt, für eine bevorstehende Behandlung frei zwischen verschiedenen Pulsrepetitionsraten zu wählen. Die Benutzerschnittstelle ist so ausgebildet, dass sie dem Arzt eine entsprechende Eingabe einer ausgewählten Pulsrepetitionsrate ermöglicht. Beispielsweise kann die Benutzerschnittstelle eine auf einem Bildschirm angezeigte graphische Benutzeroberfläche umfassen. Die graphische Benutzeroberfläche kann beispielsweise mindestens ein Drop-Down-Menü umfassen, welches mindestens zwei vorgegebene Pulsrepetitionsraten zur Auswahl stellt.According to embodiments of the invention, there is provided an apparatus for ophthalmic laser surgery, comprising a laser assembly configured to emit pulsed focused laser radiation of variable pulse repetition rate; and a processor-based control unit configured to receive, via a user interface, at least one user input relating to a selection of one of a plurality of predetermined pulse repetition rates and to control the laser assembly in accordance with the at least one selected pulse repetition rate. Such a device allows the physician to freely choose between different pulse repetition rates for an upcoming treatment. The user interface is adapted to allow the physician to appropriately enter a selected pulse repetition rate. For example, the user interface may include a graphical user interface displayed on a screen. For example, the graphical user interface may include at least one drop-down menu that provides at least two predetermined pulse repetition rates.
Kriterien für die vom Arzt vorzunehmende Auswahl können beispielsweise individuelle Präferenzen des Arztes sowie die Behandlungszeit sein. Je höher die ausgewählte Pulsrepetitionsrate ist, desto kürzer ist die Behandlungszeit. In einem Fall, bei dem insgesamt ein vergleichsweise kleines Gewebevolumen zu entfernen ist und dementsprechend die Anzahl der benötigten Strahlungspulse vergleichsweise gering ist, kann der Arzt beispielsweise eine geringere Pulsrepetitionsrate auswählen als in einem Fall, bei dem insgesamt ein größeres Gewebevolumen zu entfernen ist und dementsprechend mehr Strahlungspulse benötigt werden. In beiden Fällen kann sich dennoch eine für den Patienten akzeptable Behandlungsdauer ergeben.Criteria for the choice to be made by the physician may be, for example, individual preferences of the physician as well as the treatment time. The higher the selected pulse repetition rate, the shorter the treatment time. In one case, at the total of a relatively small tissue volume is to be removed and accordingly the number of radiation pulses required is comparatively low, the doctor may, for example, select a lower pulse repetition rate than in a case in which a larger total tissue volume is to be removed and accordingly more radiation pulses are needed. In both cases, however, an acceptable treatment duration for the patient may result.
Auch für Ärzte, die grundsätzliche Bedenken gegen höhere Pulsrepetitionsraten haben, eignet sich eine erfindungsgemäße Vorrichtung. Sie können ein modernes Lasersystem benutzen und gleichzeitig eine vergleichsweise niedrige Pulsrepetitionsrate auswählen, wenn sie Sorgen wegen möglicher lokaler thermischer Überhitzungen des Augengewebes bei einer hohen Pulsrepetitionsrate haben.Even for doctors who have fundamental concerns against higher pulse repetition rates, a device according to the invention is suitable. You can use a modern laser system while selecting a comparatively low pulse repetition rate if you are worried about possible local thermal overheating of the eye tissue with a high pulse repetition rate.
Statt einer Auswahlmöglichkeit über einen an einen Computer angeschlossenen Bildschirm ist es beispielsweise vorstellbar, einen Drehknopf oder ein anderes elektro-mechanisches Bedienelement vorzusehen, mittels dessen der Arzt seine Auswahl einer gewünschten Pulsrepetitionsrate eingeben kann.For example, instead of being able to select via a screen connected to a computer, it is conceivable to provide a rotary knob or another electro-mechanical operating element by means of which the physician can enter his selection of a desired pulse repetition rate.
Gemäß Ausführungsformen kann die Steuereinheit dazu eingerichtet sein, die mindestens eine Benutzereingabe in Zuordnung zu patientenspezifischen Daten zu empfangen und die ausgewählte Pulswiederholrate in Zuordnung zu den patientenspezifischen Daten in einem Speichermedium zu speichern. Die Speicherung kann der Archivierung dienen, so dass zu einem Zeitpunkt in der Zukunft nachvollzogen werden kann, welche Pulswiederholrate für eine bestimmte Behandlung vom Arzt ausgewählt wurde. Die Steuereinheit kann die entsprechenden Informationen beispielsweise in einem Datensatz zusammenfassen, den sie in einem geeigneten Speichermedium dauerhaft abspeichert. Die patientenspezifischen Daten können beispielsweise Informationen über den jeweiligen Patienten (z. B. eine Patientenkennnummer oder/und einen Patientennamen) oder/und Diagnosedaten, die für den jeweiligen Patienten ermittelt wurden, oder/und Behandlungsdaten (z. B. ein Abtragsprofil oder ein Schussmuster) umfassen, welche Details einer für den jeweiligen Patienten geplanten Laserbehandlung spezifizieren.According to embodiments, the control unit may be configured to receive the at least one user input in association with patient-specific data and to store the selected pulse repetition rate in association with the patient-specific data in a storage medium. The storage can serve the archiving, so that it can be reconstructed at a time in the future, which pulse repetition rate for a particular treatment has been selected by the doctor. The control unit can summarize the corresponding information, for example in a data record, which it stores permanently in a suitable storage medium. The patient-specific data can be, for example, information about the respective patient (eg a patient identification number and / or a patient name) or / and diagnostic data that was determined for the respective patient or / and treatment data (eg a removal profile or a weft pattern ), which specify details of a laser treatment planned for the respective patient.
Bei Ausführungsformen der Erfindung ist vorgesehen, dass die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, in Zuordnung zu einem spezifischen Patienten zwei Benutzereingaben betreffend jeweils eine Auswahl einer von mehreren vorgegebenen Pulsrepetitionsraten zu empfangen und die Abgabe eines ersten Teils einer für den spezifischen Patienten festgelegten Pulsemissionssequenz nach Maßgabe der ausgewählten Pulswiederholrate einer der beiden Benutzereingaben zu steuern und die Abgabe eines zweiten Teils der Pulsemissionssequenz nach Maßgabe der ausgewählten Pulswiederholrate der anderen der beiden Benutzereingaben zu steuern. Auf diese Weise kann der Arzt für verschiedene Phasen einer Behandlung (wobei jede Phase einem Teil der Pulsemissionssequenz entspricht) individuell jeweils eine geeignete Pulswiederholrate auswählen. In dem Beispielfall einer transepithelialen photorefraktiven Keratektomie kann die Steuereinheit dazu eingerichtet sein, eine Phase epithelialen Gewebeabtrags mit der ausgewählten Pulswiederholrate einer der beiden Benutzereingaben durchzuführen und eine Phase stromalen Gewebeabtrags mit der ausgewählten Pulswiederholrate der anderen der beiden Benutzereingaben durchzuführen. Beispielsweise kann sich der Arzt dazu entscheiden, das Epithel mit einer höheren Pulsrepetitionsrate abzutragen und die eigentliche refraktive Korrektur, d. h. den Abtrag stromalen Gewebes, mit einer niedrigeren Pulsrepetitionsrate durchzuführen.In embodiments of the invention, it is provided that the control unit is set up to receive, in association with a specific patient, two user inputs relating respectively to a selection of one of a plurality of predetermined pulse repetition rates and to deliver a first portion of a pulse emission sequence determined for the specific patient in accordance with the selected one To control the pulse repetition rate of one of the two user inputs and to control the delivery of a second part of the pulse emission sequence in accordance with the selected pulse repetition rate of the other of the two user inputs. In this way, for different phases of a treatment (each phase corresponding to a part of the pulse emission sequence), the physician can individually select a suitable pulse repetition rate. In the example case of transepithelial photorefractive keratectomy, the controller may be configured to perform a phase of epithelial tissue removal at the selected pulse repetition rate of one of the two user inputs and to perform a stromal tissue removal phase at the selected pulse repetition rate of the other of the two user inputs. For example, the physician may choose to ablate the epithelium at a higher pulse repetition rate, and the actual refractive correction, d. H. the removal of stromal tissue to perform with a lower pulse repetition rate.
Bei Ausführungsformen der Erfindung ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, eine unterbrechungsfreie Abgabe der Pulsemissionssequenz zu bewirken. Sofern für verschiedene Teile der Pulsemissionssequenz vom Arzt unterschiedliche Pulsrepetitionsraten ausgewählt wurden, schaltet bei derartigen Ausführungsformen die Steuereinheit instantan, d. h. ohne Verzögerung, zwischen den ausgewählten Pulsrepetitionsraten um.In embodiments of the invention, the control unit is adapted to effect an uninterrupted delivery of the pulse emission sequence. If different pulse repetition rates have been selected by the physician for different parts of the pulse emission sequence, in such embodiments the control unit switches instantaneously, i. H. without delay, between the selected pulse repetition rates.
Die Steuereinheit ist bei Ausführungsformen der Erfindung dazu eingerichtet, für die beiden Benutzereingaben wahlweise jeweils die gleiche ausgewählte Pulswiederholrate oder verschiedene ausgewählte Pulswiederholraten zu empfangen. Die Steuereinheit ermöglicht bei diesen Ausführungsformen dem Arzt demnach, entweder verschiedene Pulswiederholraten für verschiedene Teile einer Pulsemissionssequenz (entsprechend verschiedenen Phasen einer Behandlung) zu wählen oder nach Bedarf für sämtliche Teile der Pulsemissionssequenz jeweils die gleiche Pulswiederholrate zu wählen.In embodiments of the invention, the control unit is set up to optionally receive the same selected pulse repetition rate or different selected pulse repetition rates for the two user inputs. The control unit in these embodiments thus enables the physician to either choose different pulse repetition rates for different parts of a pulse emission sequence (corresponding to different phases of a treatment) or to choose the same pulse repetition rate for all parts of the pulse emission sequence as needed.
Die emittierte Laserstrahlung besitzt bei Ausführungsformen der Erfindung Strahlungseigenschaften, welche bei Bestrahlung eines Auges mit der Laserstrahlung einen Abtrag von Augengewebe bewirken. Beispielsweise besitzt die emittierte Laserstrahlung eine Strahlungswellenlänge unterhalb 300 nm, um eine Transmission der Laserstrahlung in das Auge hinein möglichst zu vermeiden. Die vorgegebenen Pulsrepetitionsraten liegen beispielsweise in einem Bereich unterhalb 3 kHz oder unterhalb 2 kHz oder unterhalb 1500 Hz. Bei Ausführungsformen der Erfindung umfassen die vorgegebenen Pulsrepetitionsraten mindestens eine der folgenden Pulsrepetitionsraten: etwa 210 Hz, etwa 262,5 Hz, etwa 525 Hz und etwa 1050 Hz.The emitted laser radiation possesses radiation properties in embodiments of the invention, which effect an ablation of eye tissue when an eye is irradiated with the laser radiation. For example, the emitted laser radiation has a radiation wavelength below 300 nm in order to avoid transmission of the laser radiation into the eye as far as possible. The predetermined pulse repetition rates are for example in a range below 3 kHz or below 2 kHz or below 1500 Hz. In embodiments of the invention, the predetermined pulse repetition rates comprise at least one of the following pulse repetition rates: about 210 Hz, about 262.5 Hz, about 525 Hz and about 1050 Hz.
Nach einem weiteren Gesichtspunkt sieht die vorliegende Offenbarung ein Verfahren zur Durchführung einer transepithelialen photorefraktiven Keratektomie vor, umfassend: Empfangen einer ersten und einer zweiten Benutzereingabe über eine Benutzerschnittstelle, wobei jede der ersten und zweiten Benutzereingabe eine Auswahl einer von mehreren vorgegebenen Pulsrepetitionsraten betrifft; Steuern der Abgabe von Strahlungspulsen einer Laserbaugruppe während einer Phase epithelialen Gewebeabtrags mit der ausgewählten Pulswiederholrate der ersten Benutzereingabe; und Steuern der Abgabe von Strahlungspulsen der Laserbaugruppe während einer Phase stromalen Gewebeabtrags mit der ausgewählten Pulswiederholrate der zweiten Benutzereingabe. In another aspect, the present disclosure provides a method of performing transepithelial photorefractive keratectomy, comprising: receiving first and second user inputs via a user interface, each of the first and second user inputs relating to a selection of one of a plurality of predetermined pulse repetition rates; Controlling the delivery of radiation pulses of a laser assembly during a phase of epithelial tissue removal at the selected pulse repetition rate of the first user input; and controlling the delivery of radiation pulses of the laser assembly during a phase of stromal tissue removal at the selected pulse repetition rate of the second user input.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen weiter erläutert. Es stellen dar:The invention will be further explained with reference to the accompanying drawings. They show:
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS
Es wird zunächst auf
Über die graphische Benutzeroberfläche kann der Benutzer die Pulswiederholrate des von der Laserbaugruppe
Die Laserbaugruppe
Die von der Laserquelle
Die Laserbaugruppe
Das Lasersystem
Für die Bildauswertung der von der Eyetracker-Kamera
Die Eyetracker-Funktion des Lasersystems
Unabhängig von der vom Benutzer für einen spezifischen Patienten, d. h. für eine bestimmte Laserbehandlung, gewählten Pulsrepetitionsrate des Laserstrahls
Bei bestimmten Ausführungsformen ermöglicht es die auf dem Monitor
Im rechten Teil der
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Im linken Teil der
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